JP4883368B2 - プラズマエッチング用単結晶シリコン電極板 - Google Patents
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Description
(イ)単結晶シリコンは結晶方位によってエッチング性が異なり、(111)結晶面は(100)結晶面に比べてエッチングガスによる消耗がすくないことから、結晶方位の<111>方向が貫通細孔の長さ方向に向いて揃っている単結晶シリコン電極板は、結晶方位の<100>方向が貫通細孔と平行に揃っている従来の単結晶シリコン電極板よりも貫通細孔の消耗が少ない、
(ロ)単結晶シリコン電極基板の板厚方向に結晶方位の<111>方向が揃っている単結晶シリコン電極基板を作製し、この単結晶シリコン基板に貫通細孔を板厚方向に穿孔して作製したプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板は長時間プラズマエッチングを行っても均一なエッチングを行うことの出来るものの、結晶方位の<111>方向が板厚方向に平行に揃っている単結晶シリコン基板を通常の結晶方位の<100>方向が単結晶シリコンインゴットの長さ方向に平行な単結晶シリコンインゴットから作製するには切削部分が多くなりすぎて歩留まりが悪く、結晶方位の<111>方向が板厚方向に平行に揃っている大きな単結晶シリコン電極基板を作製することは困難である、
(ハ)したがって、まず、通常の引き上げにより作製した単結晶シリコンインゴットを長さ方向に対して直角に輪切りにして、結晶方位の<100>方向が板厚方向に対して平行方向に揃っている大きな単結晶シリコン基板を作製したのち、この単結晶シリコン基板にガス穴パーツ挿入開口部を形成して図2に示される単結晶シリコン電極基板1を作製し、
さらに貫通細孔を有しかつ前記貫通細孔の長さ方向に対して平行な方向に結晶方位の<111>方向が揃っている単結晶シリコンからなるガス穴パーツを作製し、前記ガス穴パーツを前記単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に、前記ガス穴パーツの貫通細孔が前記単結晶シリコン電極基板の板厚方向に平行になるように嵌め込んでなる図1の断面図に示されるプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板10を作製し、このプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板10を用いてウエハをプラズマエッチングすると、消耗の少ない結晶方位の<111>方向が貫通細孔に平行に揃っている単結晶シリコンからなるガス穴パーツの貫通細孔5はプラズマエッチングにより拡大消耗することが少なく、そのために長時間プラズマエッチングしてもエッチングの均一性が確保される、
(ニ)前記ガス穴パーツは、ガス穴パーツ挿入開口部に嵌め込んで固定しても良いが、交換可能に嵌め込んでもよい、などの知見を得たのである。
(1)結晶方位の<100>方向が電極基板の板厚方向に対して平行方向に揃っている単結晶シリコン基板にガス穴パーツ挿入開口部が設けられている単結晶シリコン電極基板と、貫通細孔を有しかつ前記貫通細孔の長さ方向に対して平行方向に結晶方位の<111>方向が揃っている単結晶シリコンからなるガス穴パーツとからなり、前記ガス穴パーツを前記単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に、前記ガス穴パーツの貫通細孔が前記単結晶シリコン電極基板の板厚方向に平行になるように嵌め込んでなるプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板、
(2)前記ガス穴パーツは前記単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に交換可能に嵌め込んでなる前記(1)記載のプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板、に特徴を有するものである。
図1は、この発明のプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板の断面説明図であり、図2はその組立て前の断面説明図である。図2において、1は単結晶シリコン電極基板であり、この単結晶シリコン電極基板の板厚方向に平行に<100>結晶方位が揃っている。2はシリコン電極基板に形成されたガス穴パーツ挿入開口部、3はガス穴パーツである。ガス穴パーツ3も単結晶シリコンからなり、このガス穴パーツ3には貫通細孔5が形成されていて、<111>結晶方位が貫通細孔5の長さ方向に平行に揃っている。
単結晶シリコン電極基板1には、図2に示されるように、ガス穴パーツ挿入開口部2が形成されており、このガス穴パーツ挿入開口部2は大径穴部21と小径穴部22からなり、一方、ガス穴パーツ3は大径部31、小径部32および貫通細孔5からなっていて、この貫通細孔5を有するガス穴パーツ3を図2の矢印12の方向にガス穴パーツ挿入開口部2にはめ込むと、ガス穴パーツ3の大径部31はガス穴パーツ挿入開口部2の大径穴部21に嵌合し、ガス穴パーツ3の小径部32はガス穴パーツ挿入開口部2の小径穴部22に嵌合するようになっており、プラズマエッチング用単結晶シリコン電極板をプラズマエッチング装置に装着した場合に、ガス穴パーツ3が脱落しないようになっている。
このガス穴パーツ3は、通常の引き上げにより得られた単結晶シリコンインゴットを長さ方向に対して斜め方向にスライスして<111>結晶方位が板厚方向に揃った単結晶シリコンスライス板を作製し、得られたスライス板を切削し、さらに貫通細孔を穿孔することにより作製することができる。
なお、これらガス穴パーツは、いずれも単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に嵌め込んで固定しても良いが、着脱可能となるように嵌め込んでもよい。
さらに、予めCVD法によりSiO2 層を表面に形成したウエハを用意した。
チャンバー内圧力:10-1Torr、
エッチングガス組成:90sccmCHF3 +4sccmO2 +150sccmHe、
高周波電力:2kW、
周波数:20kHz、
の条件で、ウエハ表面のSiO2 層のプラズマエッチングを行ない、エッチング開始から300時間経過後に本発明電極板および従来電極板を取り出し、本発明電極板および従来電極板のプラズマ側面を電極板の元の厚さの3/4の厚さになるまで本発明電極板および従来電極板をそれぞれ研削し、プラズマ面側の研削面の消耗した貫通細孔の直径を測定し、その平均値を表1に示すことにより本発明電極板および従来電極板に形成されている貫通細孔の耐エッチングガス消耗性を評価した。
2 ガス穴パーツ挿入開口部
21 大径穴部
22 小径穴部
3 ガス穴パーツ
30 ガス穴パーツ
4 ウエハ
5 貫通細孔
6 架台
7 エッチングガス
8 プラズマ
9 従来のプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板
10 この発明のプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板
11 単結晶シリコン基板
Claims (2)
- 結晶方位の<100>方向が電極基板の板厚方向に対して平行方向に揃っている単結晶シリコン基板にガス穴パーツ挿入開口部が設けられている単結晶シリコン電極基板と、貫通細孔を有しかつ前記貫通細孔の長さ方向に対して平行方向に結晶方位の<111>方向が揃っている単結晶シリコンからなるガス穴パーツとからなり、
前記ガス穴パーツを前記単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に、前記ガス穴パーツの貫通細孔が前記単結晶シリコン電極基板の板厚方向に平行になるように嵌め込んでなることを特徴とするプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板。 - 前記ガス穴パーツは前記単結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口部に交換可能に嵌め込んでなることを特徴とする請求項1記載のプラズマエッチング用単結晶シリコン電極板。
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